地震动参数速报技术研究

何加勇

(中国地震局地球物理研究所,北京 100081)

地震动参数速报技术研究

何加勇

(中国地震局地球物理研究所,北京 100081)

本论文内容涵盖传感器组网,数据获取、存储、管理、迁移与服务,以及地震动参数计算与发布等检测系统各个环节,在研究过程中,以地震动参数速报技术研究为主题,并注意把相关的技术应用在实际的工作中。“基于IPV6对地震烈度传感器网络”部分直接使用了Shake Map开发过程中有关数据流的接收、服务,操作系统的重编译,事件检测,图片产出,加速度与烈度换算关系等研究内容;“强地面运动估计探索”一章研究内容弥补了在大地震发生时,Shake Map用一个质心来描述震源最大破裂点的不足;“地震台阵数据系统研究”部分,采用了ShakeMap软件系统中使用的:数据流接收、解析,数据库存储观测数据,对数据的补零、排序、元数据补齐,Web发布技术等;在“台阵数据服务系统”的研究开发过程中,考虑到台阵数据中心需要比较完善的数据管理、数据安全体系,使得在保障数据安全的前提下,不仅能够进行有效的数据服务,同时,从管理的角度需要知道数据库中,有什么内容、质量如何,就做了数据管理、数据迁移及数据质量评价方面的设计工作。

本论文也是在近几年学习和工作过程中,参与及负责项目的研究成果。较系统地研究和总结了计算机技术在地震系统的几点应用。内容包括传感器网络、IPV6技术、测震数据的特点、海量数据存储、测震数据格式之间的转换、测震数据服务系统的设计及实现、地震数据处理方法Internet Shake Map的具体实现等内容。传感器网络技术方面主要着重于传感器网络的超低功耗设计、数据传输协议与方式、自组织结构、多跳路由、智能化及以数据为中心等关键技术;对IPV6的研究内容在于基于IPV6协议栈的嵌入式地震观测设备实现方面,涉及内嵌IPSec到安全解决方案、基于QoS的数据传输质量保证能力、IPV4及IPV6双协议栈的具体实现、P2P技术的应用等;针对测震观测系统所存在的海量数据存储问题,考虑了存储系统的网络安全、数据存储的数据库模型设计、数据安全、归档与备份等情况;在进行数据存储与数据服务的过程中,所涉及到的数据格式转换问题,做了针对SAC、SEED、Miniseed、evt等格式之间的相互转换工作,使得不同的应用软件能够使用不同数据来源的数据;数据服务系统在设计时,首先考虑了解决数据库访问速度问题,其次考虑软件整体架构、数据处理时的效率问题;InternetShakeMap则重点在于理论研究与实际应用的结合方面,例如,如何快速的产出振动图,对于大震时,如何使用破裂过程来计算震中的地震烈度和加速度等内容。

在研究和学习过程中,注意到了理论研究与实际相结合,把研究成果应用在不同的项目中,并发挥了相应的作用。基于计算所研制的GAINS无线传感器网络节点开发的无线传感器网络和基于IPV6的嵌入式烈度计,已经在2006年度的“基于IPv6的地震烈度传感器示范网络”地震行业专项中得到应用,并在2009年度的“下一代互联网业务试商用及设备化专项”进行进一步的完善;海量数据存储、数据安全、归档与服务等研究内容,已经应用于中国地震科学探测台阵数据中心的数据服务系统中,并且该系统现在已经正常运行,现在数据库中已经存储有3T的事件和连续波形数据,同时,在开发该数据服务系统的同时,针对JOPENS使用的SEED格式和IRIS使用的SEED格式进行了深入的解析,并进行相互之间的转换,使得通用的地震分析处理软件,尤其是国外的数据处理软件,能够使用JOPENS产出的数据,同时,JOPENS也能够使用通用的SEED格式的数据;Internet Shake Map则是直接接收测震数据流数据,对获取的观测数据进行适当的处理后,能够在震后快速地产出峰值速度、加速度和仪器烈度分布图,针对大地震不能视为一个质心的情况,开发了快速地震破裂过程的处理程序,期望能够在大地震发生时,也能够快速地产出地震仪器烈度分布图,该软件系统已经在台网中心进行了部署,并且在台网中心的首都圈强震中心针对加速度观测做了类似的开发。

地震;数据库;传感器网络;嵌入式;IPV6;SEED;震动图;ShakeMap

P315.9,TP39;

A;

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.02.014

(作者电子信箱,何加勇:hjy@cea-igp.ac.cn)